Java中的多线程解释[带示例]

已发表: 2021-06-15

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Java中的线程

Java 中的线程有助于程序的高效运行。 形式执行的两个基本单元是进程和线程。 进程可能是应用程序、程序或自包含执行环境。

而线程与进程共享资源并与之共存。 每个 Java 应用程序中至少存在一个线程，称为主线程。 可以从主线程创建多个线程。 了解有关如何在 Java 中创建线程的更多信息。

Java 线程的好处

  • 与进程相比，创建线程所需的时间和资源更少。 因此线程也被称为轻量级进程。
  • 父进程数据和代码由线程共享。
  • 与进程中的相互通信相比，线程之间的相互通信更容易。
  • Java 中的线程可以通过 java.lang 的实现来创建。 可运行接口。

单线程

在一个程序中存在几个处理单元，其中最小的一个被称为单线程。 通过使用“线程类”，Java 应用了线程。 存在两种类型的线程； 守护线程和用户线程。

当要清理应用程序时，会使用守护线程。 它在应用程序的后台运行。 而用户线程是在应用程序首次启动时创建的。

单线程的优点：

  • 随着系统中发生单个线程的执行，应用程序开销减少。
  • 使用单线程降低了应用程序的维护成本。

Java中的多任务处理

多任务处理是指 CPU 一次执行多个任务的过程。 有时，用户可能会在任务之间进行 CPU 切换，以便与每个程序一起协作。 单独的内存和资源分配给多任务处理中的进程。 通过两种方式，可以实现多任务处理。

1. Multiprocessing（基于进程的多任务处理）

  • 为每个进程分配一个单独的内存区域。 因此，内存中的每个进程都有一个地址。
  • 这些过程是重量级的。
  • 进程之间的通信成本很高。
  • 在进程之间切换需要一些时间。 这是更新列表、内存映射等所必需的。

2. Multithreading（基于线程的多任务）

  • 线程之间共享相同的地址。
  • 线程是轻量级的。
  • 线程之间的通信成本很低。

什么是多线程？

当一个程序中同时执行两个或多个线程时，这种机制称为多线程。 单个进程会创建许多线程，从而增加计算能力。 一个程序的两个或多个部分以导致 CPU 利用率最大化的方式执行。

线程被称为程序的各个部分。 应用程序中的进程可以包含多个线程或单个线程。
 Java 虚拟机允许应用程序的多个线程。 每个线程都有自己的优先级。 因此，与具有较低优先级的线程相比，优先执行具有较高优先级的线程。

为了实现多任务，多线程和多处理的过程都被使用。 因为共享内存区域用于多线程，所以它主要用于多处理。 内存被保存，因为不需要额外分配内存。 此外，由于线程之间发生上下文切换，因此所花费的时间少于多处理。

在动画、游戏中，使用Java多线程。 如果您想了解有关 Java 体系结构和组件的更多信息，请单击。

有两种机制可用于创建线程。

1.线程类扩展

2.Runnable接口实现

线程类与可运行接口

  • 扩展“线程类”不能扩展其他类，因为 Java 不支持多重继承。 但是通过“Runnable”接口的实现，可以从该类扩展其他基类。
  • 可以通过扩展 Thread 类来扩展线程的基本功能，因为它提供了诸如 interrupt()、yield() 等内置方法。
  • 使用runnable时会提供一个多线程可以共享的对象。

Java 线程类

Java中的线程编程是通过线程类实现的。 构造函数由线程类和执行线程操作的方法提供。 线程类实现了一个可运行接口并扩展了 Object 类。

一些常用的线程方法是：

  1. start()：通过该方法启动线程执行。 JVM 调用 run() 方法。
  2. sleep(int milliseconds)：线程的执行暂停了几毫秒，这是因为线程进程通过此方法进入睡眠状态。 暂停后，线程的执行再次开始。 线程可以通过这种方法进行同步。
  3. getName()：通过该方法返回线程名。
  4. setPriority(int new priority)：通过该方法改变线程优先级。
  5. yield()：通过该方法使当前线程随着其他线程的执行而停止。
  6. run()：该方法用于在线程中启动一个动作。
  7. getPriority()：通过使用该方法返回线程优先级。
  8. setName()：通过此方法更改线程名称。
  9. getId()：通过该方法返回线程id。
  10. suspend()：线程通过这个方法被挂起。

线程生命周期

线程生命周期有不同的阶段，列举如下：

  1. 新增： “线程类”用于在此阶段创建线程。 在线程启动之前，程序停留在这个阶段。 该方法也称为天生线程。
  2. Runnable： start方法在线程生命周期的这个阶段调用线程实例。 调度程序被移交给线程的控制以完成执行。 是否应该执行线程取决于调度程序。
  3. 运行：一旦线程开始执行，阶段就转移到“运行”阶段。 调度程序从线程池中选择一个线程并开始执行应用程序。
  4. 等待：顾名思义，在生命周期的这个阶段，线程等待。 由于在应用程序中运行多个线程，线程同步是必不可少的。 因此，一个线程有必要等待，直到另一个线程的执行结束。 因此，生命周期的阶段也称为等待阶段。
  5. Dead：线程终止的阶段称为“dead”阶段。 一旦线程从运行转移到处理结束，它就会终止，因此处于“死状态”

Java中的线程同步

在多线程的情况下，程序中会发生异步行为。 如果假设数据是通过一个线程写入的，而数据的读取同时由另一个线程执行，则可能会在应用程序中产生不一致。

线程之间共享的资源需要被其他线程访问。 因此，在这种情况下，接近同步的方法。 Java 中提供了同步方法来实现同步行为。

当一个线程到达同步块时，一旦到达，该方法就不能被同一对象上的其他线程调用。 在线程完成执行块并退出之前，其他线程必须停止并等待。

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多线程的优点

  • 可以同时执行多个操作。 随着独立线程的运行，用户不会被阻塞。
  • 由于多个操作一起运行，因此节省了时间。
  • 一个线程不能被另一个线程影响，因为它们是独立的。 一个线程发生异常不会影响其他线程的执行。

多线程示例

java中的多线程程序示例如下所示：

资源

图 1：多线程代码示例的片段

代码说明

第 3 行：“GuruThread1”类实现了 runnable。

第 8 行：显示类主方法。

第 9 行：实例化线程类并创建实例“guruThread1”并创建线程。

第 10 行：实例化“Thread 类”并创建实例“guruThread2”和线程。

第 11 行：启动名为 guruThread1 的线程。

第 12 行：启动名为 guruThread2 的线程。

第 13 行：输出文本“Thread names are following:”。

第 14 行：方法 getName() 用于获取 thread1 名称。

第 15 行：方法 getName() 用于获取 thread2 名称。

执行上述代码会产生以下输出：

资源

图： Java 多线程程序生成的输出截图（取自

结论

本文讨论了Java 中的多线程概念以及 Java中的多线程程序示例。 您的学习并不止于此，还要了解 Java 的所有其他基础概念。

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